未來(lái)3D打印將如何發(fā)展？

　　近日，英國倫敦布魯內爾大學(xué)的Eujin Pei和Giselle Loh討論了如何控制材料特性和材料行為來(lái)支持功能的集成。

　　Eujin Pei和Giselle Loh合作開(kāi)發(fā)功能分級添加劑制造(FGAM)

　　3D打印通常用作生產(chǎn)具有幾何自由度的部件，并使操作員能夠完全控制生產(chǎn)過(guò)程鏈。

　　我們預測，在未來(lái)五年，功能分級添加劑制造(FGAM)的前景將使我們能夠專(zhuān)注于以材料為中心的制造，突出顯示結構-性質(zhì)關(guān)系

　　該方法的特征在于同時(shí)合成和致密化三維物體，所述三維物體由預定組織的沉積材料驅動(dòng)，而不僅僅是其形狀和形式。

　　為什么功能分級添加劑制造重要?

　　FGAM是一種集成設計方法和一個(gè)模型化的技術(shù)框架，用于模擬、分析和制造組件，其特征在于組成和結構在體積上的逐漸變化，對應于多個(gè)不斷變化的功能約束。

　　FGAM部件從其屬性層次獲得其多功能狀態(tài)，可以通過(guò)映射性能要求并在整個(gè)3D空間中分配材料結構來(lái)實(shí)現。

　　FGAM建立了從輪廓建模(基于幾何和形狀)到材料性能(基于功能參數)建模的根本性轉變。FGAM的目標是制造基于性能的幾何組件，由其分級屬性和材料行為驅動(dòng)，以支持功能的集成。

　　使用添加劑制造來(lái)改變微觀(guān)結構

　　使用FGAM可以實(shí)現諸如改變玻璃化轉變水平、密度、彈性和半透明度等性能。微結構相的差異有助于單一成分內不同的材料性質(zhì)。

　　簡(jiǎn)而言之，功能分級添加劑制造(FGAM)被定義為單個(gè)添加劑制造過(guò)程，其使用材料的漸變混合或控制材料的密度以在一個(gè)部件內制造具有可變特性的自由形狀物體。

　　對于當前的計算機輔助設計(CAD)，現有的局限性在于采用數字實(shí)體(編程、設計和仿真)，可以準確描述材料的微尺度特性并生成刀具路徑進(jìn)行制造。

　　用于A(yíng)M技術(shù)的當前CAD工具仍然相當傳統，并且在這種文件格式中沒(méi)有考慮到重要的信息。

　　對于發(fā)展FGAM技術(shù)，需要一種全新的計算機輔助工程(CAE)分析方法，模擬和管理本地組成控制(LCC)的材料信息。

　　據悉，Eujin是Brunel Design的理學(xué)學(xué)士產(chǎn)品設計和理學(xué)士產(chǎn)品設計工程課程的項目總監。他是特許工程師(CEng)和特許技術(shù)產(chǎn)品設計師(CTPD)。他在英國標準協(xié)會(huì )(BSI)主持了AMT/8，出版了添加劑制造國家標準。

　　Giselle Loh是倫敦布魯內爾大學(xué)博士研究生。Giselle目前正在研究功能分級添加劑制造和4D打印。